Tema 4 Do Ana Resumen Libro

CENTRO DE ESTUDIOS DOÑANA ͤͥͦͧͤͧ͟͠͡
LA ALCAYNA

DIAGRAMA DE FASES
1. Aleaciones metálicas
Los materiales metálicos se utilizan en forma de aleación que permiten mejorar las
propiedades del metal base e incluso obtener nuevas propiedades.
Los sistemas de aleación más sencillos son los binarios, formados por dos elementos o
componentes del sistema, de tal forma que el componente mayoritario deellos sea metálico.
Durante la solidificación los elementos aleantes pueden incorporarse a la red cristalina del
metal base, y entonces se dice que son solubles en el estado sólido, o no incorporarse y en
cuyo caso se consideran insolubles en el estado sólido.
Cuando los elementos que entran a formar de la aleación son solubles en el estado sólido
generan una solución sólida, siendo el solvente ometal base el que se encuentra en mayor
cantidad, conservando su red cristalina; mientras que el soluto o aleante son los que se
encuentran en menor cantidad y se incorporan a la red del solvente.
La composición de una aleación se expresa en concentración de masa de los componentes.
En los diagramas de fases se representan todas las aleaciones que se pueden formar entre los
componentes que forman unsistema. En los sistemas binarios se representan gráficamente
las composiciones en % en masa de las aleaciones.
2. Soluciones sólidas
Se distinguen dos tipos de soluciones sólidas:
• Soluciones sólidas sustitucionales o de sustitución
• Soluciones sólidas intersticiales o de inserción.
2.1.
Soluciones sólidas sustitucionales
Los átomos de metal base (solvente) ubicados en la posición de equilibriode la red
cristalina son sustituidos por átomos del aleante (soluto), mediante un proceso que se ve
favorecido por la presencia de vacantes en la red.
Cuando estas sustituciones se producen al azar, se dice que que la solución sólida es
desordenada.
Si los átomos de soluto se colocan siempre de forma ordenada en la misma posición de la
red, se trata de una solución sólida ordenada.
El hecho deestar ordenadas o desordenadas modifica sustancialmente las propiedades de
la aleación. Así por encima de 390ºC presenta un comportamiento dúctil, mientras que
por debajo es frágil debido a su ordenación.
Se establecen cuatro factores a analizar entre los elementos que entran en la aleación y
que permiten determinar la posibilidad de formación de este tipo de soluciones.
Fueron presentados porWilliam Hume-Rothery y son los siguientes:
• Factor tamaño
• Factor electroquímico
• Factor valencia

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• Factor red cristalina
Factor tamaño
La condición necesaria para que un elemento pueda alojarse en los nudos o posiciones de
equilibrio de la red cristalina de otro, siendo necesario que la diferencia de radios atómicos
de ambos no difiera en más del 15%(restando el radio atómico del soluto y dividiendo por el
radio atómico del solvente, dándolo en %)
Para que los átomos de soluto puedas alojarse en la re solvente, sus radios atómicos han de
ser relativamente iguales, ya que si la diferencia es muy acentuada la red cristalina se
distorsiona en sentido expansivo o contractivo, existiendo en ambos casis ciertos límites de
distorsión que determinanla posible formación de la solución sólida.
Factor electroquímico
Condiciona la solubilidad de ambos, ya que cuando las diferencias de electronegatividad son
importantes, puede provocar la formación de compuestos definidos en lugar de soluciones
sólidas.
Elementos como S, Se y Te dan lugar a compuestos definidos mientras que P, As y Bi
presentan menor carácter electronegativo y forman solucionessólidas.
La solubilidad se ve favorecida cuanta más semejante exista entre las configuraciones
electrónicas de ambos componentes.
Factor valencia
Está íntimamente ligado al aspecto anterior, observándose que en igualdad de circunstancias,
si la valencia del solvente y del soluto son iguales existe amplia solubilidad y en caso
contrario esta se restringe. Otras observaciones indican que cuando el...